KR102354849B1 - 블로워용 소음저감장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 블로워용 소음저감장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 블로워를 감싸는 커버를 완전히 밀폐시켜 커버 내부에 진공 내지 강한 음압을 형성시킴으로써 블로워에서 발생하는 소음이 커버 외부로 방출되지 않도록 하는 블로워용 소음 저감장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 블로워를 수용가능한 소정의 내부공간이 형성되되, 외부흡입구 및 외부배출구를 제외한 부분에서 밀폐되도록 구성되는 외부커버; 상기 외부커버 내에 수용되는 블로워 및; 상기 외부흡입구에 결합되는 필터부를 포함하고; 상기 블로워에는, 외부배출구에 안착되며 블로워로부터의 유체 토출유로가 형성되는 배출관이 구비되고, 상기 외부배출구 및 배출관 사이에 소정의 밀폐구조가 형성되는, 블로워용 소음저감장치를 제공한다.

Description

블로워용 소음저감장치{Noise reduction device for blowers}
본 발명은 블로워용 소음저감장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 블로워를 감싸는 커버를 완전히 밀폐시켜 커버 내부에 진공 내지 강한 음압을 형성시킴으로써 블로워에서 발생하는 소음이 커버 외부로 방출되지 않도록 하는 블로워용 소음 저감장치에 관한 것이다.
고압송풍기는 다양한 산업분야에서 이용되고 있다.
다만, 고압송풍기에서 발생하는 소음이 매우 커서 소음을 차단하는 부재 등이 구비되지 않는 경우 사람의 청력이 손상될 정도이므로, 고압송풍기에는 소음을 차단하는 구조나 장치 등이 병행하여 사용되고 있다.
통상적인 고압송풍기의 제원에 나타난 측면 소음을 확인해보면, 81dB부터 90dB까지 상당한 수준의 소음이 발생한다는 것을 확인할 수 있으며, 항공기 이륙 시 발생하는 소음이 100dB 수준임을 감안하면 소음을 감쇠시키는 장치 없이 산업현장 등에서 사용하기가 어렵다는 것을 알 수 있다.
종래 송풍기(A1)에는 도 1에 도시된 형태의 외부커버(A2)가 사용되고 있으며, 외부커버(A2) 내부에 진공을 형성시킴으로써 송풍기(A1)에서 발생하는 소음을 외부와 차단시키는 방식이 사용되고 있다.
다만, 외부커버(A2) 내에 진공을 형성하게 되면, 송풍기의 흡입단에서 공기를 전혀 흡입할 수 없으며, 이로인해 송풍기 과열 및 기기고장이 발생하게 되므로 외부커버(A2)에는 공기를 흡입하기 위한 통기구(A20)가 구비된다. 도 1에서는 예시로써 통기구(A20)가 외부커버(A2)의 두 면에만 구비된 구조를 도시하였으나, 일반적으로 육면체 형태의 외부커버(A2) 6개 면 모두에 통기구(A20)가 구비된다.
통기구(A20)를 통해 외부 공기가 송풍기로 흡입될 수 있으나, 통기구(A20)를 통해 송풍기 소음이 외부커버(A2) 바깥쪽으로 새어나가는 현상이 발생하여, 소음 차단 효과가 현저하게 떨어지는 문제점이 발생한다.
또한, 소음을 조금이라도 더 차단하고자 외부커버(A2) 내에 폴리우레탄 등 폴리머 소재의 흡읍재를 덧붙여 사용하고 있으나, 송풍기에서 발생하는 고열로 폴리머가 녹거나 부서져 생성된 흡음재 가루 등이 송풍기에 투입되어 기기 고장 등을 유발하고 있다.
국내등록특허공보 제10-0992104호에는, 블로워용 필터가 설치된 소음기가 개시되어 있으며, 구체적으로는 "블로워의 일측에 형성된 공기흡입구에 설치되는 필터에 있어서, 상기 공기흡입구에 착탈 가능하게 설치되고, 일측에는 공기입구(11)가 형성되고, 공기흡입구와 수직을 이루고 측벽을 관통하여 필터삽입홀(12)이 형성된 통체 형상의 방음케이스(1)와; 상기 방음케이스(1)에 형성된 필터삽입홀(12)에 슬라이딩 결합되는 필터(2);를 포함하여 구성되되, 상기 방음케이스(1)의 일면에는 방음케이스(1)의 내부에 설치되는 필터의 상태를 확인하기 위한 투시창(13)이 형성됨을 특징으로 하는 블로워용 필터가 설치된 소음기."가 제안되고 있다.
다만, 전술한 바와 같은 종래 기술에서는 블로워 전체를 진공/외부커버로 감싸지 못해 온전한 소음 저감이 되지 않으며, 외부커버와 송풍기를 포함한 부피가 상당히 커짐으로 인해 설치공간 등에 있어서 상당한 제약을 받고 있어서 개선의 필요성이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 바와 같은 종래 송풍기 소음저감장치의 문제점을 해결하기 위하여, 블로워를 외부커버 내에 수용하여 외부와 밀폐구조를 형성시키고, 외부커버 내부에 소정의 진공 내지 강한 음압을 형성시킴으로써 블로워에서 발생한 소음이 외부커버 외측으로 배출되지 않도록 차단할 수 있는 블로워용 소음저감장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 종래 송풍기 소음저감장치의 문제점을 해결하기 위해, 블로워를 수용가능한 소정의 내부공간이 형성되되, 외부흡입구 및 외부배출구를 제외한 부분에서 밀폐되도록 구성되는 외부커버; 상기 외부커버 내에 수용되는 블로워 및; 상기 외부흡입구에 결합되는 필터부를 포함하고; 상기 블로워에는, 외부배출구에 안착되며 블로워로부터의 유체 토출유로가 형성되는 배출관이 구비되고, 상기 외부배출구 및 배출관 사이에 소정의 밀폐구조가 형성되는, 블로워용 소음저감장치를 제공한다.
또한, 상기 블로워에는, 유체를 흡입하여 배출관으로 토출시키는 블레이드; 상기 블레이드에 소정의 회전력을 가하는 회전자 및; 상기 블레이드 및 회전자를 수용하는 블로워커버가 포함되고; 상기 블로워커버의 일측에 형성된 흡입구를 통해 흡입된 유체가 블레이드를 거쳐 배출관으로 토출되되, 상기 회전자는 블레이드를 기준으로 흡입구와 대칭되는 방향에 구비되며, 상기 외부흡입구와 흡입구가 서로 대향되도록 구비되어, 상기 흡입구에 흡입될 유체가 블로워커버의 회전자 외측에 접촉함으로써 블로워커버를 냉각시키도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 필터부를 거쳐 외부흡입구로 흡입된 유체가 상기 외부흡입구로부터 블로워커버 외측을 거쳐 흡입구로 흡입되는 소정의 유로가 형성되되, 상기 외부커버 내측의 흡입구와 대응되는 면에는 유체유도부재가 형성되어; 상기 흡입구 주변에서의 유체 정체현상이 방지되도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기 유체유도부재는, 원뿔형 또는 ㄱ자형 평판 형상으로 형성되고, 상기 유체유도부재가 원뿔형인 경우, 원뿔의 확산각이 80도 내지 100도 사이의 각도에서 형성되고, 상기 유체유도부재가 ㄱ자형 평판인 경우, ㄱ자형의 꺾임부 각도가 80도 내지 100도 사이의 각도에서 형성되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 외부커버의 내측에는, 상기 외부커버와 소정의 간격만큼 이격되어 결합되는 타공판이 외부커버 내측 하나 이상의 면에 구비되어; 상기 외부커버 내에서 유체의 흐름에 의해 발생하는 진동이 타공판을 거쳐 저감되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 필터부는, 원통형으로 형성되고; 탈착가능한 필터리드(Filter Lid) 및; 필터부의 내측에 수용되는 종이필터를 고정시키고 유체가 소통하도록 메쉬가 형성된 필터바디를 포함하여 구성되고; 상기 외부커버의 외측에서 외부흡입구에 결합되되 탈착 가능하며, 상기 종이필터는, 소정의 종이 소재로 구성되되 서로 반대방향으로 반복 절첩된 굴곡부가 형성되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 블로워의 외부를 감싸는 외부커버로 블로워 외부를 밀폐시킴으로써 블로워에서 발생하는 소음이 외부로 빠져나가지 않도록 차단할 수 있다.
또한, 외부커버 내로 흡입된 유체가 회전자 측 블로워커버와 접촉한 뒤 블로워 내부로 흡입되도록 유로를 형성함으로써, 별도의 냉각장치를 구비하지 않고도 블로워를 냉각시킬 수 있다.
그리고, 소음 차단 성능을 향상시킴에 따라 외부커버 내측에 별도의 흡음재를 사용하지 않게 되어, 흡음재 가루의 블로워 유입으로 인한 기기 고장 등을 방지할 수 있다.
아울러, 외부커버 내측에 유체유도부재를 구비함으로써, 유동박리 등으로 인한 흡입/토출 유량/유속 저감을 방지할 수 있으며, 종래 송풍기 및 소음저감장치 대비 토출유량/유속이 현저하게 증가할 수 있다.
또한, 외부커버 내에 타공판을 구비함으로써, 외부커버 내부의 소음/진동을 파쇄시킬 수 있다.
그리고, 필터부를 외부커버 외측에서 탈착가능하도록 구성함으로써, 유지보수 및 필터 교체가 용이하다.
도 1 은 종래 송풍기 및 소음저감장치(외부커버)의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 실시 예에 의한 블로워용 소음저감장치의 사시도이다.
도 3 는 본 발명의 실시 예에 의한 블로워용 소음저감장치의 필터부를 분리하여 도시한 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 실시 예에 의한 블로워용 소음저감장치를 다른 방향에서 나타낸 사시도이다.
도 5 는 본 발명의 실시 예에 의한 블로워용 소음저감장치 내부 유로를 나타낸 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물 (equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
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본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 발명의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 블로워를 수용가능한 소정의 내부공간이 형성되되, 외부흡입구 및 외부배출구를 제외한 부분에서 밀폐되도록 구성되는 외부커버; 상기 외부커버 내에 수용되는 블로워 및; 상기 외부흡입구에 결합되는 필터부를 포함하고; 상기 블로워에는, 외부배출구에 안착되며 블로워로부터의 유체 토출유로가 형성되는 배출관이 구비되고, 상기 외부배출구 및 배출관 사이에 소정의 밀폐구조가 형성되는, 블로워용 소음저감장치를 제공한다.
상기 외부커버는 육면체 형상으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 기술적 요지를 포함하는 범위 내에서 다른 형상으로 구성하는 것도 균등 범위에 포함될 수 있다.
외부커버는 개폐가 가능하도록 구성될 수 있다. 개폐구조가 구비되더라도 외부커버 내부에 진공 내지 강한 음압(이하, '진공' 으로 표현함)이 형성되므로 개폐되는 부분에서 유체나 소음이 새어나가는 등의 문제는 발생하지 않으나, 개폐되는 부분의 접촉부위에는 실링부재(고무패킹 등)를 구비하는 것이 바람직하다.
외부커버 내부로 흡입되는 유체는, 필터부를 통해 외부흡입구를 거쳐 외부커버 내로 흡입되며, 흡입된 공기는 도 5에 도시된 바와 같이 외부커버 내를 유동한 뒤 블로워에 구비된 흡입구로 흡입될 수 있다.
외부배출구에는 배출관이 결합되어 외부배출구 주변에서 유체나 소음 등의 리크(Leak)가 발생하지 않도록 밀폐될 수 있다.
종래 기술에서는 외부커버(A2)에 통기구(A20)가 무조건 구비되어야 하는 구조적 한계로 인해 외부커버(A2) 내부의 진공 형성이 제대로 이루어지지 않았으며, 통기구(A20)에 결합된 필터 및 흡음재 가루가 송풍기(A1)에 유입되어 고장을 유발하는 경우가 많았으나,
본 발명의 실시 예에 따르면, 온전한 진공 형성으로 인한 소음 차단 효과가 뛰어나며, 필터/흡음재 가루 등이 블로워에 유입될 위험성이 없다.
또한, 상기 블로워에는, 유체를 흡입하여 배출관으로 토출시키는 블레이드; 상기 블레이드에 소정의 회전력을 가하는 회전자 및; 상기 블레이드 및 회전자를 수용하는 블로워커버가 포함되고; 상기 블로워커버의 일측에 형성된 흡입구를 통해 흡입된 유체가 블레이드를 거쳐 배출관으로 토출되되, 상기 회전자는 블레이드를 기준으로 흡입구와 대칭되는 방향에 구비되며, 상기 외부흡입구와 흡입구가 서로 대향되도록 구비되어, 상기 흡입구에 흡입될 유체가 블로워커버의 회전자 외측에 접촉함으로써 블로워커버를 냉각시키도록 구성될 수 있다.
종래 송풍기(A1) 및 외부커버(A2)에서는, 송풍기(A1) 흡입단 근처에 있는 통기구(A20)로만 공기 유입이 집중되고, 흡입단으로부터 이격된 통기구에서는 오히려 공기 및 소음 등의 유출이 발생하여 송풍기의 토출유량이 떨어지면서 소음은 더 크게 발생했으며, 송풍기의 회전자 부근에서 발생하는 열이 외부커버 내에서 방출되지 않고 정체되어 있음으로 인한 송풍기 과열(송풍기 외부 온도가 섭씨 100도 이상으로 치솟음) 및 화재위험 등 문제점이 있었다.
본 발명에서는, 상기와 같이 흡입구를 외부흡입구와 대향되도록 구비함으로써 외부커버 내부로 흡입된 유체가 회전자 부근(블로워커버 방열판)에 먼저 접촉하여 회전자(전동기) 내지 블로워커버를 냉각시킨 뒤에 흡입구로 흡입되는 유로가 형성되므로, 흡입 유량을 증가시킴과 동시에 블로워의 성능을 개선하여(블로워 과열 시 성능 저하가 발생하므로) 블로워의 안정성 및 지속사용시간이 현저하게 증가할 수 있다.
블로워의 흡입단에는 강한 음압이 형성되므로, 사람의 신체나 옷 등이 근처에 위치한 경우에 블로워 내부로 신체나 옷 등이 빨려들어가는 안전사고가 발생하는 경우가 있었으나, 본 발명의 '대향 구조'에서는 외부흡입구와 흡입구가 상대적으로 멀리 이격되어 있으므로 안전사고 발생 위험이 극히 낮다.
그리고, 상기 필터부를 거쳐 외부흡입구로 흡입된 유체가 상기 외부흡입구로부터 블로워커버 외측을 거쳐 흡입구로 흡입되는 소정의 유로가 형성되되, 상기 외부커버 내측의 흡입구와 대응되는 면에는 유체유도부재가 형성되어; 상기 흡입구 주변에서의 유체 정체현상이 방지되도록 구성될 수 있다.
흡입구를 중심으로 방사상으로부터 들어오는 유체들이 빠른 유속으로 인해 흡입구 주변에서 서로 충돌하여 와류/난류/유동박리 등 흡입구로 들어가는 유체의 유속을 떨어뜨리는 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 현상은 블로워의 토출유량을 저감시키므로 블로워의 성능이 저하될 수 있다.
아울러, 상기 유체유도부재는, 원뿔형 또는 ㄱ자형 평판 형상으로 형성되고, 상기 유체유도부재가 원뿔형인 경우, 원뿔의 확산각이 80도 내지 100도 사이의 각도에서 형성되고, 상기 유체유도부재가 ㄱ자형 평판인 경우, ㄱ자형의 꺾임부 각도가 80도 내지 100도 사이의 각도에서 형성되도록 구성될 수 있다.
흡입구의 중심부를 향해 서로 반대방향에서 들어온 유체 성분들은 유체유도부재의 외주면을 따라 유동함으로써 서로간의 충돌이 최소화 되고, 유속 저하 현상 없이 빠른 속도로 블로워 내로 흡입될 수 있다.
상기 각도가 80도 이하인 경우에는 유체 성분이 유체유도부재와 충돌하며 손실되는 에너지 값이 커져 유속이 감소하며, 상기 각도가 100도 이상인 경우에는 유체 성분끼리의 충돌 저감량이 작아 유체유도부재를 적용한 효과가 상대적으로 떨어질 수 있다.
또한, 상기 외부커버의 내측에는, 상기 외부커버와 소정의 간격만큼 이격되어 결합되는 타공판이 외부커버 내측 하나 이상의 면에 구비되어; 상기 외부커버 내에서 유체의 흐름에 의해 발생하는 진동이 타공판을 거쳐 저감되도록 구성될 수 있다.
타공판은, 평판에 복수개의 통공을 소정의 패턴으로 형성시켜 구성할 수 있으며, 유체 중 외부커버와 충돌하려는 성분들을 평판이 차단시키되 일부 성분은 통공을 통해 그대로 통과하도록 함으로써 유체의 에너지를 분산시킬 수 있다.
외부커버의 내측에서 진동하며 소음을 발생시키는 유체 성분들이 외부커버에 접촉하기 전에 타공판과 먼저 충돌시켜 운동에너지를 저감시킴으로써, 외부커버를 통해 외부로 전달되는 소음의 양을 감소시킬 수 있다.
그리고, 상기 필터부는, 원통형으로 형성되고; 탈착가능한 필터리드(Filter Lid) 및; 필터부의 내측에 수용되는 종이필터를 고정시키고 유체가 소통하도록 메쉬가 형성된 필터바디를 포함하여 구성되고; 상기 외부커버의 외측에서 외부흡입구에 결합되되 탈착 가능하며, 상기 종이필터는, 소정의 종이 소재로 구성되되 서로 반대방향으로 반복 절첩된 굴곡부가 형성되도록 구성될 수 있다.
필터리드를 탈거하여 종이필터를 교체할 수 있으며, 메쉬에 형성된 틈새를 통과한 유체가 종이필터에서 필터링되어 외부커버 방향으로 유동할 수 있다.
종이필터에 형성된 굴곡부는, 종이필터의 표면적을 최대화시킴으로써 한번에 흡입 가능한 유체의 량을 증가시킬 수 있다.
A1 : 송풍기 A2 : 외부커버
A20 : 통기구(흡기구)
1 : 블로워 11 : 배출관
121 : 블로워커버(회전자 측) 122 : 블로워커버(블레이드 측)
123 : 흡입구
2 : 외부커버 20 : 외부흡입구
21 : 유체유도부재 22 : 외부배출구
23 : 타공판
3 : 필터부 301 : 필터바디
302 : 외부커버-필터 연결부 31 : 종이필터

Claims (6)

  1. 블로워(1)를 수용가능한 소정의 내부공간이 형성되되, 외부흡입구(20) 및 외부배출구(22)를 제외한 부분에서 밀폐되어, 상기 블로워(1) 작동 시 내부공간에 소정의 진공이 형성되는 외부커버(A2);
    상기 외부커버(A2) 내에 수용되는 블로워(1) 및;
    상기 외부흡입구(20)에 결합되는 필터부(3)를 포함하고;
    상기 블로워(1)에는, 외부배출구(22)에 안착되며 블로워(1)로부터의 유체 토출유로가 형성되는 배출관(11)이 구비되고;
    상기 외부배출구(22) 및 배출관(11) 사이에 소정의 밀폐구조가 형성되고;
    상기 블로워(1)에는,
    유체를 흡입하여 배출관(11)으로 토출시키는 블레이드;
    상기 블레이드에 소정의 회전력을 가하는 회전자 및;
    상기 블레이드 및 회전자를 수용하는 블로워커버(121,122)가 포함되고;
    상기 블로워커버(122)의 일측에 형성된 흡입구(123)를 통해 흡입된 유체가 블레이드를 거쳐 배출관(11)으로 토출되되,
    상기 회전자는 블레이드를 기준으로 흡입구(123)와 대칭되는 방향에 구비되며,
    상기 외부흡입구(20)와 흡입구(123)가 서로 대향되도록 구비되어,
    상기 흡입구(123)에 흡입될 유체가 블로워커버(121)의 회전자 외측에 접촉함으로써 블로워커버(121)를 냉각시키고,
    폴리머 소재의 흡음재를 사용하지 않는, 블로워용 소음저감장치
  2. 삭제
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 필터부(3)를 거쳐 외부흡입구(20)로 흡입된 유체가 상기 외부흡입구(20)로부터 블로워커버(121,122) 외측을 거쳐 흡입구(123)로 흡입되는 소정의 유로가 형성되되,
    상기 외부커버(A2) 내측의 흡입구(123)와 대응되는 면에는 유체유도부재(21)가 형성되어;
    상기 흡입구(123) 주변에서의 유체 정체현상이 방지되는, 블로워용 소음저감장치
  4. 청구항 3항에 있어서,
    상기 유체유도부재(21)는,
    원뿔형 또는 ㄱ자형 평판 형상으로 형성되고,
    상기 유체유도부재(21)가 원뿔형인 경우, 원뿔의 확산각이 80도 내지 100도 사이의 각도에서 형성되고,
    상기 유체유도부재(21)가 ㄱ자형 평판인 경우, ㄱ자형의 꺾임부 각도가 80도 내지 100도 사이의 각도에서 형성되는, 블로워용 소음저감장치
  5. 청구항 1항에 있어서,
    상기 외부커버(A2)의 내측에는,
    상기 외부커버(A2)와 소정의 간격만큼 이격되어 결합되는 타공판(23)이 외부커버(A2) 내측 하나 이상의 면에 구비되어;
    상기 외부커버(A2) 내에서 유체의 흐름에 의해 발생하는 진동이 타공판(23)을 거쳐 저감되는, 블로워용 소음저감장치
  6. 청구항 1항에 있어서,
    상기 필터부(3)는,
    원통형으로 형성되고;
    탈착가능한 필터리드(Filter Lid) 및;
    필터부(3)의 내측에 수용되는 종이필터(31)를 고정시키고 유체가 소통하도록 메쉬가 형성된 필터바디(301)를 포함하여 구성되고;
    상기 외부커버(A2)의 외측에서 외부흡입구(20)에 결합되되 탈착 가능하며,
    상기 종이필터(31)는, 소정의 종이 소재로 구성되되 서로 반대방향으로 반복 절첩된 굴곡부가 형성되는, 블로워용 소음저감장치
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